探究后牙区拟种植位点牙槽嵴顶CBCT影像的判读误差_刘亚.pdf
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1、目的:探究后牙区拟种植位点拔牙3个月后,牙槽嵴顶C B C T影像边界不连续伴模糊时的显影误差。方法:选择2 0 2 2年49月就诊于徐州医科大学附属口腔医院种植中心,主诉后牙区单牙拔除后3个月,且C B C T检查显示缺牙区牙槽嵴顶影像不连续伴模糊的4 0例患者纳入研究。试验组使用医学三维重建软件所提供的骨阈值自动分割功能,提取拟种植位点牙槽骨影像的2 D蒙版,对照组采用人工判读的方法,提取拟种植位点牙槽骨影像的2 D蒙版。最后,基于2 D蒙版三维重建出术区牙槽骨的三维数字化模型,并与术中所获取的牙槽嵴顶光学模型进行三维比较,运用偏差分析算法计算出二者间差异的平均偏差(AV G)与均方根值(
2、RM S)。结果:试验组拟种植位点牙槽嵴顶的C B C T重建模型与术中 光 学扫 描模 型间 差 异的AV G与RM S分别 为(2.2 60.3 6)mm和(2.3 50.2 6)mm,均大于对照组AVG为(1.2 50.2 1)mm,RM S为(1.3 10.2 0)mm,且差异具有统计学意义(P0.0 5)。结论:拔牙3个月后,当牙槽嵴顶的C B C T影像不连续伴模糊时,人工判读的牙槽嵴顶位置,其误差小于经软件自动判读得到的结果,并且二者均与牙槽嵴顶的实际边界存在一定误差。因此,在规划种植方案时应充分考虑其可能产生的影响。关键词 锥形束C T;术前规划;牙槽嵴顶;偏差分析;后牙区 文
3、献标识码 A 文章编号 1 6 7 17 6 5 1(2 0 2 3)0 60 5 0 50 5d o i 1 0.1 3 7 0 1/j.c n k i.k q y x y j.2 0 2 3.0 6.0 0 8S t u d y o n t h e E r r o r o f C B C T I m a g e s o f A l v e o l a r C r e s t o f P r o p o s e d I m p l a n t S i t e i n P o s t e r i o r D e n t a l R e g i o n.L I U Y a1,WE I L u m
4、 i n g2,L I X i a o f e i2,L I X i a o m i n g2,Y U AN C h a n g y o n g1,2,WANG P e n g l a i1,2*.1.S c h o o l o f S t o m a t o l-o g y,X u z h o u M e d i c a l U n i v e r s i t y,X u z h o u 2 2 1 0 0 4,C h i n a;2.D e p a r t m e n t o f I mp l a n t o l o g y,A f f i l i a t e d S t o m a-t
5、o l o g i c a l H o s p i t a l o f X u z h o u M e d i c a l U n i v e r s i t y,X u z h o u 2 2 1 0 0 2,C h i n a.A b s t r a c t O b j e c t i v e:T o e x p l o r e t h e e r r o r o f C B C T i m a g e s o f t h e a l v e o l a r c r e s t w i t h d i s c o n t i n u o u s a n d f u z z y b o u
6、n d a r y i n t h e p r o p o s e d i m p l a n t s i t e i n p o s t e r i o r d e n t a l r e g i o n t h r e e m o n t h s a f t e r t h e e x t r a c t i o n.M e t h o d s:T h e t r i-a l w a s c o n d u c t e d a t D e p a r t m e n t o f I m p l a n t o l o g y,a f f i l i a t e d S t o m a t
7、o l o g i c a l H o s p i t a l o f X u z h o u M e d i c a l U n i v e r s i t y,f r o m A p r i l 2 0 2 2 t o S e p t e m b e r 2 0 2 2.F o r t y p a t i e n t s w i t h a s i n g l e m o l a r m i s s i n g f o r 3 m o n t h s a n d C B C T s h o w i n g d i s c o n t i n u o u s a n d f u z z y
8、a l v e o l a r c r e s t b o u n d a r y i n t h e m i s s i n g a r e a w e r e i n c l u d e d i n t h e t r i a l.T h e e x p e r i m e n t a l g r o u p u s e d t h e a u t o m a t i c b o n e t h r e s h o l d s e g m e n t a t i o n f u n c t i o n p r o v i d e d b y t h e m e d i c a l 3 D
9、r e c o n s t r u c t i o n s o f t w a r e t o e x t r a c t t h e 2 D m a s k o f t h e a l v e o l a r b o n e i m a g e a t t h e p r o p o s e d i m p l a n t s i t e,w h i l e t h e c o n t r o l g r o u p u s e d t h e m a n u a l i n t e r p r e t a t i o n m e t h o d t o e x t r a c t t h
10、e 2 D m a s k o f t h e a l v e o l a r b o n e i m a g e a t t h e p r o p o s e d i m p l a n t s i t e.F i n a l-l y,t h e 3 D d i g i t a l m o d e l o f t h e a l v e o l a r b o n e w a s r e c o n s t r u c t e d b a s e d o n 2 D m a s k,a n d c o m p a r e d w i t h t h e o p t i c a l m o
11、d e l o f a l v e o l a r c r e s t o b t a i n e d d u r i n g t h e o p e r a t i o n.T h e m e a n d e v i a t i o n(AV G)a n d r o o t m e a n s q u a r e(RM S)v a l-u e s o f t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t w o g r o u p s w e r e c a l c u l a t e d u s i n g t h e d e v i a t i o
12、n a n a l y s i s a l g o r i t h m.R e s u l t s:T h e AV G a n d RM S o f t h e C B C T r e c o n s t r u c t i o n m o d e l a n d t h e o p t i c a l s c a n n i n g m o d e l a t t h e i m p l a n t s i t e i n t h e e x p e r i m e n t a l g r o u p w e r e(2.2 60.3 6)mm a n d(2.3 50.2 6)mm,r
13、e s p e c t i v e l y,w h i c h w e r e g r e a t e r t h a n t h o s e i n t h e c o n t r o l g r o u p AVG w a s(1.2 50.2 1)mm,RM S w a s(1.3 10.2 0)mm,a n d t h e d i f f e r e n c e s w e r e s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t(P0.0 5).C o n c l u s i o n:T h r e e m o n t h s a f t
14、 e r t o o t h e x t r a c-t i o n,w h e n t h e C B C T i m a g e o f t h e a l v e o l a r c r e s t i s d i s c o n-t i n u o u s a n d f u z z y,t h e e r r o r o f t h e p o s i t i o n o f t h e a l v e o l a r c r e s t i n t e r p r e t e d m a n u a l l y w a s s m a l l e r t h a n t h a t
15、 o b t a i n e d 505 口腔医学研究2 0 2 3年6月第3 9卷第6期a u t o m a t i c a l l y b y t h e s o f t w a r e,a n d b o t h o f t h e m h a d a c e r t a i n e r r o r w i t h t h e a c t u a l b o u n d a r y o f t h e a l v e o l a r c r e s t.T h e r e f o r e,t h e p o s s i b l e i m p a c t s h o u l d b e
16、 f u l l y c o n s i d e r e d w h e n p l a n n i n g t h e i m p l a n t t r e a t m e n t p r o g r a m.K e y w o r d s c o n e b e a m c o m p u t e d t o m o g r a p h y;p r e o p e r a t i v e p l a n n i n g;a l v e o l a r c r e s t;d e v i a t i o n a n a l y s i s;p o s t e r i o r d e n t
17、 a l a r e a 锥形束C T(c o n e b e a m c o m p u t e d t o m o g r a p h y,C B C T)具有空间分辨率高、拍摄视野广、辐射量小以及费用相对较低等特点1-3。因此,在口腔颌面外科以及口腔种植外科等领域中得到了较为广泛的应用4-7。有研究表明,C B C T检查在种植术前的骨质评估、骨量测量以及观察邻近重要解剖结构中发挥了重要作用,有助于提高种植手术的成功率8,9。此外,基于C B C T影像的种植术前虚拟规划也是开展数字化种植外科的基础1 0,1 1,但值得注意的是,在进行种植术前影像检查时,可能会遇到拟种植位点牙槽嵴顶影像
18、模糊不清、边界难以判读的情况,这将会为后续种植方案规划造成一定影响。目前,尚缺少关于该情况下牙槽嵴顶显影准确性的相关研究。因此,本研究旨在采用定量分析的方法,探究上述情况下不同的影像判读方法 软件自动判读与依赖人工经验判读,对牙槽嵴顶C B C T影像判读误差的影响。1 对象与方法1.1 病例选择 选取2 0 2 2年49月就诊于徐州医科大学附属口腔医院种植中心,接受后牙区单牙种植治疗并符合纳入标准的4 0例患者纳入研究。其中,上颌1 8例、下颌2 2例,男1 6例、女2 4例,平均年龄(3 3.9 77.8 1)岁。所有患者均知情同意,并于术前签署临床试验知情同意书。项目已通过徐州市口腔医院
19、伦理委员会批准(伦理批号:2 0 2 1-0 1 3)。纳入标准:全身状况良好,无种植禁忌症;年龄1 8岁;后牙区单颗磨牙拔除后3个月;术前C B C T示拟种植位点牙槽嵴顶皮质骨不连续、边界模糊(图1);术中切开翻瓣后,见拟种植位点拔牙窝愈合良好、无炎性组织。图1 拟种植位点术前C B C T检查F i g.1 C B C T i m a g e s o f t h e p r o p o s e d i m p l a n t s i t e.1.2 术前C B C T采集 所有患者均于术前拍摄C B C T(P r o M a x 3 D,芬兰普兰梅卡公司)。扫描参数:电压9 6 k V
20、、电流1 0 mA、时间1 2 s,拍摄完成后,数据以D I C OM格式导出并保存。1.3 术前研究模型制取及个性化局部托盘制作 选择合适大小的一次性托盘,制取患者口内硅橡胶印模(德国DMG公司),并使用型牙科石膏粉(德国贺利氏古莎齿科有限公司)灌注研究模型。根据模型中的牙弓大小选择合适的成品托盘,并将其调磨修整为适合缺牙区的局部托盘,0.1 2%氯己定消毒后备用。1.4 拟种植位点牙槽嵴顶光学扫描模型获取 术区常规消毒、铺巾,局部麻醉后沿牙槽嵴顶做水平切口,并于邻牙附加龈沟内切口,翻瓣后充分暴露拟种植区牙槽嵴顶(图2),使用丝线牵拉龈瓣,显露术区,然后采用个性化局部托盘制取牙槽嵴顶及邻近天
21、然牙的硅橡胶印模(图3),制取完成后,使用型牙科石膏粉灌注石膏模型,然后采用模型扫描仪(C E-R AM L L MA P 6 0 0,德国吉尔巴赫公司)对其进行光学扫描,以获取包含拟种植区牙槽嵴顶信息的三维数字化模型,扫描数据以S T L格式导出并保存(图4)。图2 术中翻瓣后充分暴露牙槽嵴顶F i g.2 F u l l y e x p o s e t h e a l v e o l a r c r e s t a f t e r i n t r a o p e r a t i v e f l a p.图3 术中制取牙槽嵴顶硅橡胶印模F i g.3 S i l i c o n e r u
22、b b e r i m p r e s s i o n o f a l v e o l a r c r e s t w a s p r e p a r e d d u r i n g o p e r a t i o n.1.5 拟种植位点牙槽嵴顶C B C T重建模型获取 将患者C B C T数据以D I C OM格式导入至M i m i c s 605J o u r n a l o f O r a l S c i e n c e R e s e a r c h,J u n.2 0 2 3,V o l.3 9,N o.6 R e s e a r c h 1 9.0软件中;试验组采用软件自带的骨
23、阈值自动分割功能,提取拟种植位点牙槽骨影像的2 D蒙版,对照组采用人工判读的方法,提取拟种植位点牙槽骨影像的2 D蒙版(图5);然后通过“C a l c u l a t e 3 D”功能重建出拟种植位点牙槽嵴顶的三维模型,重建结果以S T L格式导出并保存。图4 牙槽嵴顶光学扫描模型F i g.4 O p t i c a l s c a n n i n g m o d e l o f t h e a l v e o l a r c r e s t.5 a:试验组;5 b:对照组图5 三维重建软件中牙槽骨2 D蒙版F i g.5 2 D m a s k o f a l v e o l a r b
24、 o n e i n 3 D r e c o n s t r u c t i o n s o f t w a r e.6 a:试验组;6 b:对照组图6 牙槽嵴顶C B C T重建模型与光学扫描模型间的三维偏差F i g.6 3 D d e v i a t i o n b e t w e e n C B C T r e c o n s t r u c t i o n m o d e l a n d o p t i-c a l s c a n n i n g m o d e l o f a l v e o l a r r i d g e c r e s t.1.6 三维配准与偏差分析 将各组C
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